Effektives Batterierecycling dank ausgefallener Logistik
Mehr als Zellteilung

EBL gehört zum Firmenverbund der Ecobat Technologies, dem weltweit größten Hersteller von Blei und Bleilegierungen. Ursprünglich wurde EBL gegründet, um die Rohstoffversorgung der Sekundärbleihütten
sicherzustellen. Hier werden Bleibatterien zu nahezu hundert Prozent recycelt.

Inzwischen hat die EBL Infrastruktur und Know-how, um den gesamten Rücknahmeprozess von jeder Batterie in Deutschland zu ermöglichen – mit Hilfe der Schwestergesellschaften sogar in vielen anderen europäischen Ländern: Unter dem Markennamen OneCallCollection (OCC) bietet die Ecobat Gruppe dazu das erste europaweite Sammelsystem für alle Batteriearten. Optional steht Kunden ein Internetportal für die komplette Abwicklung der Batterieentsorgung zur Verfügung. In einem Kreislaufsystem aus einer Hand will OCC flächendeckend Altbatterien einsammeln und so weit wie möglich wiederverwerten.

Aktuell hat OCC in der EU mehr als 65.000 Sammelstellen und 10.000 Mitglieder bzw. Kunden. Mit mehr als 100 Fahrzeugen und rund 230 Mitarbeitern sammelt OCC über 120 Mio. Altbatterien pro Jahr ein. Das in Konsumerkreisen besser bekannte System‚ ‚Stiftung Gemeinsames Rücknahmesystem Batterien‘ (GRS Batterien) ist dabei Mitbewerber – zumindest bei den Gerätebatterien. „Bei anderen Batterietypen ergänzen sich GRS und Ecobat Logistics bzw. OCC, und im Bereich Bleibatterien arbeiten die Unternehmen sogar zusammen“, erklärt Sabine Flemming, Sprecherin der Ecobat Group.

Seit 2016 gehört das Transport- und Entsorgungssystem für industrielle (auch beschädigte) Lithium-Ionen-Batterien zum Portfolio der Ecobat. Per April 2019 erhielt EBL die Feststellung als herstellereigenes Batterierücknahmesystem gemäß Paragraph 7 BattG. Gemeinsam mit den Herstellern von Gerätebatterien stellt sich das Unternehmen der Verpflichtung, die Sammelquote von 45 Prozent der in Verkehr gebrachten Batterien zu erreichen.

Zunächst möchte man den neuen Service der Gerätebatterie-Sammlung den Bestandskunden anbieten. „Darüber hinaus bewerben wir uns natürlich bei allen anderen Anfallstellen. Auch Schulen, Vereine und Wohnanlagen sind denkbar. Unser Ziel ist es, möglichst viele Batterien zu erfassen“, so die Unternehmenssprecherin.

Die Produktpalette der Batterien, die OCC annimmt, reicht von Knopfzellen bis zu 4000-Kilogramm-Batterien.

Batterierücknahme in Schieflage

„Auf der Grundlage des geltenden Batteriegesetzes (BattG) und seines Vollzugs sind seit geraumer Zeit gravierende wettbewerbliche Fehlentwicklungen entstanden, die zu erheblichen zusätzlichen Kostenbelastungen
für die GRS-Nutzer geführt haben und die die bisherige BattGSystematik sowie den Fortbestand des Gemeinsamen Rücknahmesystems (GRS) massiv gefährden“, vermeldete Mitte Juli die Stiftung GRS Batterien. in im Juni 2019 vom Bundesumweltministerium (BMU) vorgelegter Arbeitsentwurf zur Änderung des Batteriegesetzes sollte diese Fehlstellungen abstellen, doch die GRS sieht noch erheblichen Verbesserungsbedarf. Und mehr noch: „Das Gemeinsame Rücknahmesystem erwartet auf Basis aktueller Prognosen für das kommende Jahr weitere Preissteigerungen von mindestens 60 Prozent. Bereits in diesem Jahr wurden die Preise für die GRS-Nutzer um 45 Prozent angehoben. Im Zuge dessen war die Zahl der Hersteller, welche ihre Mitgliedschaft bei GRS kündigten und zu einem herstellereigenen System wechselten, weiter gestiegen“, vermeldet der Branchendienst EUWID. Und weiter: „Laut aktuellen Zahlen dürfte die Inverkehrbringungsmenge der Herstellersysteme in diesem Jahr erstmals die von GRS übertreffen. Im letzten Jahr hatte GRS noch einen Marktanteil von fast 70 Prozent, 2019 soll er hingegen nur noch bei 46 Prozent liegen. Im kommenden Jahr sollen sogar nur noch rund ein Drittel der auf den Markt ge- Batterierücknahme in Schieflage brachten Batterien von bei GRS angeschlossenen Herstellern stammen.“

Daher habe GRS auf zeitnahe Lösungen gedrängt; andernfalls werde man, so EUWID, schon bald einen Antrag auf Aussetzung der gesetzlichen Feststellung als Gemeinsames Rücknahmesystem stellen.

Die European Recycling Platform (ERP) (Landbell Group) mahnt dagegen zu mehr Sachlichkeit. Trotz der Situation des GRS sei kein Zusammenbruch der Batterierücknahme zu befürchten. ERP werde als herstellereigenes Rücknahmesystem auch zukünftig alle angeschlossenen Sammelstellen bedienen. Dies gelte sowohl für die gesetzlich verpflichteten als auch für die freiwilligen Sammelstellen. Darüber hinaus sei man bereit, auch kurzfristig, Sammelstellen von GRS zu übernehmen, um einen sofortigen und wirksamen Lastenausgleich herzustellen.

„Die aktuelle Panikmache einiger Akteure ist übertrieben“, sagt Michael Gormann, Geschäftsführer von ERP Deutschland. „Die Situation von GRS mag ernst sein. Von einem Marktzusammenbruch sind wir aber weit entfernt. Selbst ohne GRS wäre die flächendeckende Rücknahme von Geräte-Altbatterien in Deutschland jederzeit gesichert.“

Die Ursachen für die aktuelle Schieflage auf dem Batterierücknahmemarkt liegen nach Einschätzung von ERP insbesondere in der Ausgestaltung der rechtlichen Rahmenbedingungen. „Die Probleme sind struktureller Natur. ERP hält sich als herstellereigenes Rücknahmesystem streng an Recht und Gesetz“, so Gormann. Maßnahmen zur Stabilisierung des Marktes müssten daher direkt am Batteriegesetz und der Satzung des GRS ansetzen.

„ERP ist selbstverständlich gerne bereit, sich an einem sachlichen und konstruktiven Dialog mit allen betroffenen Akteuren zu beteiligen und gemeinsam zivilrechtlich mögliche und kartellrechtskonforme Lösungen zu entwickeln“, so Gormann. Dabei würde ERP seine langjährige Erfahrung nicht nur aus der Batterierücknahme in Deutschland, sondern auch aus den mehr als 30 Rücknahmesystemen für Altbatterien, Elektroaltgeräte und Verpackungen in Deutschland und anderen europäischen Ländern einbringen.

Eine schnelle und unkomplizierte Lösung zur finanziellen Entlastung von GRS läge darin, den herstellereigenen Rücknahmesystemen einige der bisher von GRS bedienten Sammelstellen zu übertragen. ERP sei mit diesem Vorschlag schon vor Jahren an GRS herangetreten und habe in der Vergangenheit immer wieder versucht, das System davon zu überzeugen, auf diese Weise seine Kostenlast verringern zu können. Bislang seien diese Ansätze und Angebote allerdings erfolglos geblieben.

Von den anderen, in Deutschland vertretenen Systemen CCR Rebat, ÖcoReCell und EBL gibt es bisher zur Situation keine offizielle Stellungnahme.

Klassifizierung notwendig

Eine wichtige Voraussetzung für die sichere Entsorgung von Altbatterien ist die Klassifizierung nach Abfall- und Gefahrgutrecht. Bei Lithium-Ionen-Batterien ist die richtige Einschätzung des Zustandes der Batterien
besonders relevant. Falsch entsorgte oder gelagerte Lithium-Batterien haben bereits zu Bränden von Müllfahrzeugen oder ganzen Recyclinghöfen geführt. Garagen fielen Flammen zum Opfer, weil sich die defekte
Batterie eines Pedelec entzündet hatte. Und eine Autobahn musste für Löscharbeiten gesperrt und anschließend saniert werden, nachdem dort ein Lkw ausgebrannt war, der ausrangierte Lithium-Batterien transportierte.

Jede der Batteriearten hat ihre eigenen Vorschriften. Daher werden sie nicht nur administrativ mit unterschiedlichen Nummern und Kennzeichnungen behandelt, sondern auch operativ durch entsprechende Behälter und Fahrzeugausstattung sowie Fahrerqualifikation. „Hat der Kunde entsprechendes Fachwissen, kann er die Klassifizierung selbst vornehmen. Andernfalls stehen unsere Mitarbeiter beratend zur Seite“, erklärt Jan Arff, Geschäftsführer der EBL in Deutschland. Aus der Klassifizierung ergeben sich dann die Anforderungen an Lagerung und Transport.

Aufbereitung von Bleibatterien

Bei den Bleibatterien ist das Haupteinsatzgebiet nach wie vor die Automobilindustrie. Aber auch zum Beispiel in U-Booten oder Notstromaggregaten werden diese Batterien genutzt. Die Sammlung und Verwertung von Akkus auf Bleibasis ist bewährte Praxis. Für diese Batterieart bildet die Ecobat Gruppe als bislang einziger Akteur am Markt einen geschlossenen Recycling-Kreislauf ab. Für die Sammlung stellt das Unternehmen geeignete Behälter in vielen Größen zur Verfügung. Die Abholung von klassischen Kunststoff-Transportboxen (Paloxen) oder Paletten ist ebenso möglich wie die von Kleinmengen ab fünf Kilogramm.

In den Sekundärhütten stehen moderne Aufbereitungsanlagen für die Verarbeitung des Akkuschrotts. Genutzt wird das Verfahren der Engitec Technologies. Das Unternehmen aus Italien ist weltweiter Technologieführer für Verfahren zur sauberen und wirtschaftlichen Wiederverwendung von Industrieabfällen.

Das Engitec-Verfahren trennt die Batterien in mehreren Stufen in ihre Bestandteile wie Gittermetall, Bleipaste, Schwefelsäure, Polypropylen und Kunststoffrestfraktionen. Das sortenreine Material wird dann weiterverarbeitet. Der Einsatz von Recycling-Blei wird unter dem Aspekt der Ressourcenschonung immer wichtiger. Es kann beliebig oft zurückgewonnen werden und das nahezu ohne Qualitätsverlust.

Bei der Aufbereitung der Batterien werden Gittermetall und Paste separiert. Nach Entschwefelung der Paste werden die Fraktionen bei der Verhüttung in Kurztrommelöfen zu Werkblei reduziert. Das Blei wird dann nach Kundenspezifikation raffiniert und anschließend in Barren gegossen – Ausgangsmaterial für die Produktion neuer Blei-Akkumulatoren.

Batteriegehäuse bestehen aus Polypropylen (PP). Beim Zerkleinern der Altbatterien in der Akku-Aufbereitungsanlage entstehen PP-Chips, die vom restlichen Material separiert werden. Eine Mahlgutanlage zerkleinert wiederum die Chips, bevor sie in der Compoundieranlage zu PP-Compounds verarbeitet werden. Diese Compounds tragen den Markennamen Seculene und sind ein begehrter Rohstoff für die Herstellung von Kunststoffteilen in der Automobilindustrie.

Die Säure wird im Prozess ebenfalls abgetrennt und dann als Rohstoff an die chemische Industrie geliefert. Eine Natriumsulfatlösung, die bei der Entschwefelung der Bleipaste entsteht, wird in einer Kristallisationsanlage zu wasserfreiem Natriumsulfat verarbeitet. Sie ist ein Rohstoff für die Glas- und Waschmittelindustrie. Insgesamt werden bis über 96 Prozent einer Bleibatterie stofflich verwertet. Die beiden deutschen Sekundärhütten der Ecobat Gruppe recyceln jährlich mehr als 100.000 Tonnen alte Blei-Akkus.

Li-Ionen-Recycling in der Startphase

Die andere bedeutende Gruppe an Batterien, die Li-Ionen-Batterien, findet sich in Mobiltelefonen, Tablets, Digitalkameras, Camcordern, Notebooks, Taschenlampen, Akkuschraubern und vielen anderen Geräten. Li-Ionen-Batterien gelten derzeit darüber hinaus als Schlüsseltechnologie für elektrische Antriebssysteme. Demnach wächst die Zahl dieser Zellen rapide mit der wachsenden Zahl von Elektroautos, Pedelecs und E-Scootern. 2016 veröffentlichte Zahlen zeigen, dass Lithium-Ionen-Akkus schon damals unter den (wieder aufladbaren) Sekundär-Gerätebatterien den größten Marktanteil hatten. Abhängig von der Batteriechemie ist das Recycling nicht überall wirtschaftlich; derzeit werden überwiegend Zellen und Module aus Hochenergie-Batterien von elektrischen Fahrzeugantrieben wiederverwertet.

Lithium-Ionen-Batterien sind aufgrund der hohen Brandgefahr automatisch Gefahrgut und müssen entsprechend behandelt werden. Nicht jede Sammelstelle hat die Ausrüstung und das Know-how, das sie dazu berechtigt.

Für Sicherheit bei Lagerung und Transport beschädigter Akkus sorgen spezielle Behälter. EBL wickelt diese Entsorgung ADR-konform ab. Geschulte Mitarbeiter und Spezialfahrzeuge sowie Sonderfreigabe der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) sind hierbei essentiell.

Grundsätzlich ist zur Entsorgung die Erfassung des Materials, verbunden mit der Bündelung und dem sortenreinen Anliefern an den Recyclinganlagen, elementar. Das Verwerten steht am Ende in der sogenannten Abfallhierarchie, der die EU folgt. Erstes Ziel ist das Vermeiden, gefolgt vom Wiederverwenden; erst danach soll das Verwerten erfolgen.

Speziell für Lithium-Batterien bedeutet das, zu prüfen, ob die Lebensdauer ausgedehnt werden kann. Gemeint sind ‚Second Life‘-Anwendungen. So können teilentleerte, nutzbare Batterien ohne Schäden noch eine Zeit lang in dezentralen Energiespeicheranlagen als Energiepuffer Dienst tun.

Generell wird von vielen Unternehmen der Entsorgungsbranche die Perspektive des ‚Second Life‘ als recht gut eingestuft, da Batterien nach ihrem Wechsel aus dem Fahrzeug noch gut und gern 80 Prozent ihrer Ladekapazität haben und als Energiepuffer bis in die Megawatt-Dimension wertvolle Dienste leisten können – und das über acht bis zwölf Jahre.

Lernen vom Vorreiter

Aus diesem Grund hat EBL die bestehende Zusammenarbeit mit dem norwegischen Partner AS Batteriretur im Bereich Lithium vertieft und ein gemeinsames Schulungsprogramm (‚School of Battery‘) zum Umgang mit Lithium-Batterien ins Leben gerufen. Dieses kommt allen Mitarbeitern der EBL europaweit zugute. Auf diese Weise möchte EBL von den langjährigen Erfahrungen des norwegischen Partners profitieren, denn bei Lithium-Batterien handelt es sich meist um komplexe und gefährliche Batteriesysteme. Um diese zu behandeln und zu zerlegen, sind spezielle Kenntnisse und Erfahrungen unerlässlich.

In Norwegen ist die Elektromobilität aufgrund der gesetzlichen Rahmenbedingungen schon weit voraus. Das norwegische Rücknahme-System ‚Batteriretur‘ hat in den letzten Jahren nicht nur Erfahrung gesammelt, sondern auch Abläufe und Werkzeuge entwickelt, um Batterien aus Autos sicher und fachgerecht zu demontieren.

Die Demontage ist der erste Schritt zur Wiederverwendung. Eine Batterie im E-Motive-Bereich besteht aus Zellen, die zu Modulen gebündelt sind. Mehrere Module wiederum sind mit Verbindern in einem Gehäuse mit dem sogenannten Batterie Management System (BMS) verbunden und stellen das gesamte Batteriesystem dar.

Die Demontage erfolgt bis zur Modulebene. Dabei fallen u.a. auch Aluminiumteile (Gehäuse), Kupfer (Kabel/Verbinder, hochwertige Kunststoffe (z.B. PP), Elektronik (BMS) an, die größtenteils wiederverwendet werden können, mindestens aber regional Verwertung finden.

Neben dem Effekt der Wiederverwendung generiert man gleichzeitig eine Transportoptimierung: Weniger Gewicht durch wesentlich kompaktere Form von Modulen auf Paletten im Vergleich zum „unförmigen Batteriesystem“. Da die Module zur Wiederverwendung oder zum Recycling teilweise mehrere Tausend Kilometer transportiert werden müssen, ist das ein nicht zu unterschätzender Vorteil.

Beschädigte und andere nicht mehr nutzbare Batterien werden an Fachbetriebe für das Recycling von Lithium-Ionen-Batterien weitergegeben. Die zurückgewonnenen, verwertbaren Materialien werden wieder in den Stoffkreislauf eingespeist.

Jede Recyclinganlage favorisiert eine bestimmte Chemie. Aufgrund der Vielzahl der Bauarten und chemischen Zusammensetzungen von Lithium-Batterien muss immer der nachhaltigste und wirtschaftlichste Weg zur Verwertung ermittelt werden. Ziel ist stets, die in den Batterien enthaltenen Wertstoffe zurückzugewinnen. Bei Lithium-Ionen-Batterien sind das Kobalt, Nickel, Kupfer, Aluminium und nicht zuletzt auch das Lithium selbst.

Das Recycling von Lithium wird immer interessanter. Steigende Nachfrage und begrenzte Reserven sind der Grund dafür, dass sich der Preis für das „weiße Gold“ in den zurückliegenden Jahren vervielfacht hat.

Das Recycling und der Umgang mit Lithium erfordert aber profundes Fachwissen. Nicht zuletzt deshalb befinden sich die Recyclingverfahren noch in den Anfangsstadien und teilweise noch im Technikumsstadium. Lithium ist ein Metall, das sehr reaktionsfreudig und leicht brennbar ist. Bei der Reaktion von Lithium mit Wasser wird sehr viel Wärme entwickelt. Als Reaktionsprodukte entstehen ätzende Lithiumlauge (LiOH) und leicht brennbarer Wasserstoff (H2). Deshalb muss ein Kontakt von Lithium mit Wasser unbedingt vermieden werden.

Rücknahme für Gerätebatterien

Als dritte Gruppe der relevanten Batterien sind die Gerätebatterien zu betrachten, wie sie in der Taschenlampe, der Uhr oder dem Rasierer genutzt werden. Sie haben im Batteriegesetz einen Sonderstatus. Jeder Hersteller und Inverkehrbringer, also jeder Verkäufer von diesen Batterien, muss sicherstellen, dass er eine gewisse Rücknahmequote und Recyclingeffizienz der zurückgenommenen Mengen erreicht. Die Kosten hierfür sind schon beim Verkauf der Batterien zu berücksichtigen. Jede Batterie muss dem Umweltbundesamt Batterieregister (BattG-Melderegister) gemeldet werden. Hersteller im Sinne des Batteriegesetzes (BattG) sind verpflichtet, die durch die Rechtsverordnung nach § 20 Nummer 1 BattG festgelegten Angaben elektronisch an das UBA zu übermitteln. Zur Erfüllung der Meldepflichten sowie der Rücknahmeobligation bedienen sich fast alle Hersteller eines Rücknahmesystems.

Dieses System muss behördlich zugelassen sein und darf erst dann die rechtliche Verpflichtung des Herstellers gemäß Paragraph 7 BattG übernehmen. Es unterliegt regelmäßiger Behördenprüfungen. EBL hat hier den Vorteil, für die Sammlung und Entsorgung von Gerätebatterien die von Blei und anderen Batteriearten vorhandene Infrastruktur nutzen zu können.

Gerätebatterien aus Haushalten fallen immer im Gemisch an. EBL nutzt Fässer und Röhren aus transparentem Kunststoff. Vorteil dieser Sammelbehälter ist die Sichtbarkeit des Inhalts. Undurchsichtige Kartons motivieren den Verbraucher zur Entfremdung als Mülleimer für Medikamente oder Glühbirnen. Das erschwert die Entsorgung. Die Röhre ist zwar nicht für den Transport zugelassen, ermöglicht jedoch eine nahezu sortenreine Erfassung und eine frühzeitige Leerung ohne die vorgenannten Nachteile. Das Gemisch der Gerätebatterien wird später sortiert, um die chemiespezifische Verwertung zu ermöglichen.

Die bleihaltigen Batterien werden in den Sekundärhütten recycelt. Lithium-Batterien gehen ähnliche Wege wie demontierte und nicht wieder verwendbare Module. Die sonstigen Batterien liefert EBL an Verwerter, die die Batterien wie Alkalizellen brechen und in verschiedenen Schritten zu sogenannter Schwarzmasse verarbeiten. Diese Schwarzmasse wird je nach Zusammensetzung in pyrometallurgischen oder hydrometallurgischen Verfahren wieder zu Metallen und sonstigen Stoffen verarbeitet.

Ein Beitrag von Martin Boeckh

Fachartikel aus dem ENTSORGA-Magazin Nr. 4/2019

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